Autonomous driving and obstacle avoidance for car-like vehicles

Autonomous navigation systems play a significant role in every aspect of the technological development humanity has known recently. A robot or a vehicle has the ability to determine its location and plan a path to some destination without human interference. This statement, by its own, indicates tha...

Πλήρης περιγραφή

Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
Κύριος συγγραφέας: Κατσανικάκης, Ανδρέας
Άλλοι συγγραφείς: Katsanikakis, Andreas
Γλώσσα:English
Έκδοση: 2022
Θέματα:
Διαθέσιμο Online:https://hdl.handle.net/10889/24093
id nemertes-10889-24093
record_format dspace
institution UPatras
collection Nemertes
language English
topic Autonomous vehicles
Autonomous driving
Autonomous navigation
Trajectory tracking
Collision avoidance
Obstacle avoidance
CoppeliaSim
Αυτόνομη πλοήγηση
Αυτόνομα οχήματα
Παρακολούθηση τροχιάς
Αποφυγή σύγκρουσης
Αποφυγή εμποδίων
Αυτόνομη οδήγηση
spellingShingle Autonomous vehicles
Autonomous driving
Autonomous navigation
Trajectory tracking
Collision avoidance
Obstacle avoidance
CoppeliaSim
Αυτόνομη πλοήγηση
Αυτόνομα οχήματα
Παρακολούθηση τροχιάς
Αποφυγή σύγκρουσης
Αποφυγή εμποδίων
Αυτόνομη οδήγηση
Κατσανικάκης, Ανδρέας
Autonomous driving and obstacle avoidance for car-like vehicles
description Autonomous navigation systems play a significant role in every aspect of the technological development humanity has known recently. A robot or a vehicle has the ability to determine its location and plan a path to some destination without human interference. This statement, by its own, indicates that autonomous technology can derive great scientific results since these systems can be incorporated in projects that a human could not achieve alone up until now. Automobiles, space, health, sports, food and many more industries invest more and more funds daily to develop autonomous systems for their own use. Especially in automobiles, autonomous vehicles can change the entirely operation of the whole road traffic network. The statement of a world that can travel autonomously is now a project that can become reality. The following thesis focuses on simulating a driving car scenario where a vehicle navigates autonomously inside a road scene. Obstacles appear throughout its course, and it is anticipated to avoid them while at the same time not diverging from the road boundaries. Trajectory tracking and collision avoidance techniques are developed and a main algorithm that completes those tasks is proposed. The correct functionality of the algorithm is firstly tested in Simulink/MATLAB software and then the simulation takes place in the robotic-based CoppeliaSim Edu software. The simulation is based mostly on kinematic theory. The scenario, the road scene, the model that has been adopted for the vehicle, and the obstacles that are used in the simulator try to approach a real case perspective. Results are presented in graphs and further discussion is made.
author2 Katsanikakis, Andreas
author_facet Katsanikakis, Andreas
Κατσανικάκης, Ανδρέας
author Κατσανικάκης, Ανδρέας
author_sort Κατσανικάκης, Ανδρέας
title Autonomous driving and obstacle avoidance for car-like vehicles
title_short Autonomous driving and obstacle avoidance for car-like vehicles
title_full Autonomous driving and obstacle avoidance for car-like vehicles
title_fullStr Autonomous driving and obstacle avoidance for car-like vehicles
title_full_unstemmed Autonomous driving and obstacle avoidance for car-like vehicles
title_sort autonomous driving and obstacle avoidance for car-like vehicles
publishDate 2022
url https://hdl.handle.net/10889/24093
work_keys_str_mv AT katsanikakēsandreas autonomousdrivingandobstacleavoidanceforcarlikevehicles
AT katsanikakēsandreas autonomēodēgēsēkaiapophygēempodiōngiarompotikaochēmata
_version_ 1771297278404853760
spelling nemertes-10889-240932022-11-25T04:42:05Z Autonomous driving and obstacle avoidance for car-like vehicles Αυτόνομη οδήγηση και αποφυγή εμποδίων για ρομποτικά οχήματα Κατσανικάκης, Ανδρέας Katsanikakis, Andreas Autonomous vehicles Autonomous driving Autonomous navigation Trajectory tracking Collision avoidance Obstacle avoidance CoppeliaSim Αυτόνομη πλοήγηση Αυτόνομα οχήματα Παρακολούθηση τροχιάς Αποφυγή σύγκρουσης Αποφυγή εμποδίων Αυτόνομη οδήγηση Autonomous navigation systems play a significant role in every aspect of the technological development humanity has known recently. A robot or a vehicle has the ability to determine its location and plan a path to some destination without human interference. This statement, by its own, indicates that autonomous technology can derive great scientific results since these systems can be incorporated in projects that a human could not achieve alone up until now. Automobiles, space, health, sports, food and many more industries invest more and more funds daily to develop autonomous systems for their own use. Especially in automobiles, autonomous vehicles can change the entirely operation of the whole road traffic network. The statement of a world that can travel autonomously is now a project that can become reality. The following thesis focuses on simulating a driving car scenario where a vehicle navigates autonomously inside a road scene. Obstacles appear throughout its course, and it is anticipated to avoid them while at the same time not diverging from the road boundaries. Trajectory tracking and collision avoidance techniques are developed and a main algorithm that completes those tasks is proposed. The correct functionality of the algorithm is firstly tested in Simulink/MATLAB software and then the simulation takes place in the robotic-based CoppeliaSim Edu software. The simulation is based mostly on kinematic theory. The scenario, the road scene, the model that has been adopted for the vehicle, and the obstacles that are used in the simulator try to approach a real case perspective. Results are presented in graphs and further discussion is made. Τα αυτόνομα συστήματα πλοήγησης κατέχουν κυρίαρχο ρόλο σε κάθε πτυχή της τεχνολογικής εξέλιξης που γνωρίζει η ανθρωπότητα τα τελευταία χρόνια. Ένα αυτόνομο ρομπότ ή ένα όχημα έχει την ικανότητα να καθορίζει την θέση του και να σχεδιάζει τη διαδρομή που θα ακολουθήσει για ένα συγκεκριμένο προορισμό χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση. Η έννοια αυτή, από μόνη της, υποδεικνύει ότι η τεχνολογία των αυτόνομων συστημάτων μπορεί να επιφέρει τρομερά οφέλη στην επιστημονική κοινότητα, καθώς τα συστήματα αυτά μπορούν να ενσωματωθούν σε επιστημονικές έρευνες τις οποίες ο άνθρωπος δε μπορούσε να διενεργήσει από μόνος του μέχρι σήμερα. Βιομηχανίες όπως, αυτοκινήτων, τροφίμων, της υγείας, του αθλητισμού, αεροδιαστημικοί οργανισμοί κ.α. , επενδύουν καθημερινά τεράστια ποσά για την ανάπτυξη αυτόνομων συστημάτων για δική τους χρήση. Ειδικότερα στην αυτοκινητοβιομηχανία, τα αυτόνομα οχήματα έχουν την δυνατότητα να αλλάξουν την λειτουργία ολόκληρου του οδικού συστήματος παγκοσμίως. Η ιδέα ότι ένα κόσμος θα μπορεί να ταξιδεύει εντελώς αυτόνομα πλέον είναι ένα εγχείρημα το οποίο πλησιάζει την πραγματικότητα.Κύριος στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι να προσομοιάσει ένα σενάριο οδήγησης, όπου ένα όχημα πλοηγείται αυτόνομα σε έναν περιβάλλον αστικού δρόμου. Εμπόδια παρουσιάζονται κατά τη διάρκεια της κίνησης του και απαιτείται από το όχημα να τα αποφεύγει, ενώ παράλληλα να μη ξεφεύγει από τα όρια του δρόμου. Οι τεχνικές παρακολούθησης τροχιάς και αποφυγής σύγκρουσης συνδυάζονται και προτείνεται ένας βασικός αλγόριθμος που ικανοποιεί τα παραπάνω. Η σωστή λειτουργία του αλγορίθμου εξετάζεται, πρώτα, στο μαθηματικό λογισμικό Simulink/MATLAB και έπειτα η προσομοίωση λαμβάνει χώρα στο ρομποτικό λογισμικό προσομοίωσης CoppeliaSim edu. Το σενάριο, ο δρόμος, το μοντέλο που επιλέγεται για το όχημα και τα εμπόδια που χρησιμοποιούνται στον προσομοιωτή προσπαθούν να προσεγγίσουν την πραγματικότητα. Έπειτα,τα αποτελέσματα παρουσιάζονται σε γραφήματα, όπου εκτενής συζήτηση γίνεται πάνω σε αυτά. 2022-11-24T10:15:52Z 2022-11-24T10:15:52Z 2022-11-22 https://hdl.handle.net/10889/24093 en CC0 1.0 Universal http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/ application/pdf